1、实时系统的概念与架构

实时系统的概念与架构

1. 实时系统的定义

实时系统在时间约束下运行，输出产生的时刻具有重要意义。如果未能在截止时间内响应输入，可能会对生命和财产造成伤害。实时系统广泛应用于各种关键领域，如航空电子设备、核电站控制、汽车安全系统等。实时系统不仅依赖于结果的正确性，还依赖于这些结果产生的时机，即逻辑正确性和时间正确性。

1.1 实时系统的特点

实时系统的共同特征如下：

• 满足截止时间 ：所有硬实时任务的截止时间都必须得到满足，以防止生命和财产的损失。
• 大规模 ：实时系统通常在硬件上偶尔复杂，但主要是在使用的软件规模上。即使是小型实时系统也可能有数万行代码需要运行。
• 可预测性 ：我们需要能够在实时系统中执行任务之前预测最坏情况下的响应时间和是否所有任务的截止期限都将得到满足。
• 安全性和可靠性 ：实时系统操作和控制环境，如核电站和过程控制，其中安全性和可靠性至关重要。
• 容错性 ：当计算机系统的硬件或软件组件发生故障，系统不再按照其规格进行操作时，故障就会发生。
• 并发性 ：实时计算机所控制的物理环境通常会表现出事件的并行执行。实时计算机必须能够使用并发系统软件功能或分布式硬件来应对这种并行操作。

2. 实时系统的架构

实时系统由硬件组件构成，具体包括以下